CN106832626A - 一种高耐候型丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高耐候型丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物，由以下质量份的组分制备而成：丁腈橡胶10～55、氯磺化聚乙烯橡胶45～90、补强剂45～105、增塑剂10～40、硫化剂2～20、润滑剂0.5～5、防老剂0.5～5、吸酸剂3～15；本发明还公开了该橡胶组合物的制备方法：在密炼机中加入丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、润滑剂、防老剂和吸酸剂，搅拌混炼至45～55℃后，加入补强剂和增塑剂，继续搅拌混炼至75～85℃后，加入硫化剂，继续混炼至温度达到110～120℃时，停止搅拌，排胶；在开炼机上薄通三次，出胶，通过风冷设备，冷却。本发明丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物具有优异的耐热老化与臭氧老化性能。
Description
技术领域
本发明属于橡胶领域，具体涉及一种高耐候型丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物。
背景技术
随着工业技术的快速发展革新，汽车行业也经历了飞跃的发展。橡胶材料常用作汽车零部件材料，其性能成为各大汽车厂家关注的焦点。
氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)分子链的饱和结构，赋予其优异的耐高温、耐臭氧、耐动力转向液、耐溶剂等性能，在汽车橡胶材料应用方面具有广阔的前景。然而，氯磺化聚乙烯相对分子量较小，仅有2～8万，分子链间极容易相互滑移，当温度稍高时，胶料的粘性特别大，给生产加工带来一定的困难。在橡胶配方设计方面，通常加入各类润滑剂，如油酸酰胺、硬脂酸、WB222等，来改善氯磺化聚乙烯橡胶的加工性能，可这种方法的效果不是十分明显。
丁腈橡胶(NBR)分子链含有不饱和双键，处在汽车的半封闭的高温高压的环境中，容易受到臭氧的老化，出现龟裂现象。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种高耐候型丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种高耐候型丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物，它是由以下质量份的组分制备而成：
其中，所述的丁腈橡胶和氯磺化聚乙烯橡胶的总量为100质量份。
优选的，所述的高耐候型丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物是由以下质量份的组分制备而成：
更优选的，所述的高耐候型丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物是由以下质量份的组分制备而成：
本发明所述的丁腈橡胶是丁腈橡胶生胶、丁腈橡胶/聚氯乙烯混合物中的至少一种；所述的丁腈橡胶/聚氯乙烯混合物中丁腈橡胶和聚氯乙烯质量比在7：3～9：1。
本发明所述的补强剂是快压出炭黑N550、喷雾炭黑、半补强炭黑N774、天然气半补强炭黑、陶土、滑石粉、轻质碳酸钙中的至少一种；优选为快压出炭黑N550、半补强炭黑N774、陶土中的至少两种。
本发明所述的增塑剂是邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、偏苯三酸三辛酯(TOTM)、增塑剂RS-107或聚酯类增塑剂中的至少一种；优选偏苯三酸三辛酯、增塑剂RS-107的混合，偏苯三酸三辛酯和增塑剂RS-107的质量比为1.5～2.5：1。
本发明所述的硫化剂是四甲基二硫代秋兰姆(TMTD)、2,2'-二硫代二苯并噻唑(DM)、四硫化双五亚甲基秋兰姆(TRA)、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CZ)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、N,N'-间苯撑双马来酰亚胺(HVA-2)中的至少两种；优选四甲基二硫代秋兰姆、2,2'-二硫代二苯并噻唑、四硫化双五亚甲基秋兰姆、N,N'-间苯撑双马来酰亚胺中的至少三种混合。
本发明所述的润滑剂是润滑剂WB222、硬脂酸、油酸酰胺、硬脂酸锌中的至少一种；优选润滑剂WB222、硬脂酸、油酸酰胺中的至少两种。
本发明所述的防老剂是2-丙酮二苯胺反应产物(BLE-65)、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉(AW)、二丁基二硫代氨基甲酸镍(NBC)、N-苯基-N’-异丙基对苯二胺(4010NA)中的至少一种；优选2-丙酮二苯胺反应产物、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉、N-苯基-N’-异丙基对苯二胺中的至少一种。
本发明所述的吸酸剂是活性氧化镁150(MgO150)、水滑石DHT-4A、硬脂酸钙、氢氧化钙中的至少一种。在橡胶混合物反应时，吸酸剂能够吸收反应生成的酸性物质，如果不加入吸酸剂，橡胶的交联反应不够充分，常常导致硫化不熟的现象出现。
本发明的另一个目的是提供丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物的制备方法，步骤如下：在密炼机中同时加入丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、润滑剂、防老剂和吸酸剂，搅拌混炼至45～55℃后，加入补强剂和增塑剂，继续搅拌混炼至75～85℃后，加入硫化剂，继续混炼至温度达到110～120℃时，停止搅拌，排胶；在开炼机上对得到的混炼胶薄通三次，出胶，通过风冷设备，冷却至25～40℃。
和现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物具有优异的耐热老化与臭氧老化性能，具体表现为：
1、丁腈橡胶的分子链上含有丙烯腈链节，与极性氯磺化聚乙烯橡胶有很好的相容性。丁腈橡胶与氯磺化聚乙烯橡胶的复合，既克服了丁腈橡胶的耐臭氧、耐高温性能差的缺点，又弥补了氯磺化聚乙烯橡胶的耐油性不足的特点，弥补了氯磺化聚乙烯橡胶加工性能不好的缺点。
2、采用两种增塑剂的复配，既改善了丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物的耐低温性能，又能满足胶料的耐高温性能。偏苯三酸三辛酯为一种大分子量的增塑剂，可以提高该组合物的耐温性能，并用另一种低分子量的增塑剂RS-107，在组合物中，降低组合物分子链间作用力，提高了组合物的耐低温性能。
3、本发明采用无铅硫化体系，环保无毒，不含REACH法规限制的有害物质；用于生产丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物时硫化时间短，生产周期短，降低了能耗，节约了生产成本的同时，提高了产品的质量。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案进行描述。
实施例1-4的高耐候型丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物的组分及用量如表1所示，由以下方法制备而成：在密炼机中同时加入丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、润滑剂、防老剂和吸酸剂，搅拌混炼至45～55℃后，加入补强剂和增塑剂，继续搅拌混炼至75～85℃后，加入硫化剂，继续混炼至温度达到110～120℃时，停止搅拌，排胶。在开炼机上对得到的混炼胶薄通三次，出胶，通过风冷设备，冷却至25～40℃。
对比例1的丁腈橡胶混炼胶的组分及用量如表1所示，由以下方法制备而成：在密炼机中同时加入丁腈橡胶、润滑剂、防老剂和吸酸剂，搅拌混炼至45～55℃后，加入补强剂和增塑剂，继续搅拌混炼至75～85℃，加入硫化剂，继续混炼至温度达到110～120℃时，停止搅拌，排胶。在开炼机上对得到的混炼胶薄通三次，出胶，通过风冷设备，冷却至25～40℃。
对比例1与实施例1-4制得的组合物分别在175℃下、硫化10分钟即可制备得到硫化试片。
表1实施例1-4丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物的组分及用量(质量单位：克)
表1中，实施例1-3、对比例采用的丁腈橡胶为丁腈橡胶生胶，丙烯腈含量28～35％。实施例4采用的丁腈橡胶为丁腈橡胶/聚氯乙烯混合物，生产牌号是PB3330G，其中丁腈橡胶和聚氯乙烯质量比为7：3。
氯磺化聚乙烯橡胶为氯磺化聚乙烯橡胶3304(CSM3304)。
上述实施例的丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物的实验性能检测数据如表2：
表2实施例1-4制得的丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物性能参数
通过以上几组配方所得结果分析，按照本发明配方制成的橡胶组合物在125℃环境下72h伸长率变化小于50％、硬度变化不超过10，硬度和伸长率变化能很好的反应橡胶的耐老化性能，硬度和伸长率变化越大，橡胶耐热性能越差，说明本发明组合物老化性能显著优于单独使用丁腈橡胶。且在100pphm×40℃×伸长20％臭氧环境下336h不出现龟裂现象，也具有优异的低温脆性，说明丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物具有优异的耐热老化与臭氧老化性能，具备高耐候性能。
在不改变实施例4的各组分下，仅把生胶换成100重量份的PB3330G，其耐热125℃×72h老化后，硬度变化为+14，拉伸强度为+20.3，拉断伸长率为-65.1％，对比表2中的实施例4的耐热125℃×72h老化后的数据，性能下降很大。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。
Claims (10)
1.一种耐候型丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物，其特征在于它是由以下质量份的组分制备而成：
其中，所述的丁腈橡胶和氯磺化聚乙烯橡胶的总量为100质量份。
2.根据权利要求1所述的耐候型丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物，其特征在于所述的高耐候型丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物是由以下质量份的组分制备而成：
3.根据权利要求2所述的耐候型丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物，其特征在于所述的高耐候型丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物是由以下质量份的组分制备而成：
4.根据权利要求1所述的耐候型丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物，其特征在于所述的丁腈橡胶是丁腈橡胶生胶、丁腈橡胶/聚氯乙烯混合物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的耐候型丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物，其特征在于所述的补强剂是快压出炭黑N550、喷雾炭黑、半补强炭黑N774、天然气半补强炭黑、陶土、滑石粉、轻质碳酸钙中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的耐候型丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物，其特征在于所述的增塑剂是邻苯二甲酸二丁酯、偏苯三酸三辛酯、增塑剂RS-107或聚酯类增塑剂中的至少一种；优选偏苯三酸三辛酯、增塑剂RS-107的混合，偏苯三酸三辛酯和增塑剂RS-107的质量比为1.5～2.5：1。
7.根据权利要求1所述的耐候型丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物，其特征在于所述的硫化剂是四甲基二硫代秋兰姆、2,2'-二硫代二苯并噻唑、四硫化双五亚甲基秋兰姆、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、三烯丙基异氰脲酸酯、N,N'-间苯撑双马来酰亚胺中的至少两种。
8.根据权利要求1所述的耐候型丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物，其特征在于所述的润滑剂是WB222、硬脂酸、油酸酰胺、硬脂酸锌中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的耐候型丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物，其特征在于所述的防老剂是2-丙酮二苯胺反应产物、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉、二丁基二硫代氨基甲酸镍、N-苯基-N’-异丙基对苯二胺中的至少一种；
所述的吸酸剂是活性氧化镁150、水滑石DHT-4A、硬脂酸钙、氢氧化钙中的至少一种。
10.权利要求1所述的耐候型丁腈橡胶/氯磺化聚乙烯橡胶组合物的制备方法，其特征在于步骤如下：在密炼机中同时加入丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、润滑剂、防老剂和吸酸剂，搅拌混炼至45～55℃后，加入补强剂和增塑剂，继续搅拌混炼至75～85℃后，加入硫化剂，继续混炼至温度达到110～120℃时，停止搅拌，排胶；在开炼机上对得到的混炼胶薄通三次，出胶，通过风冷设备，冷却至25～40℃。
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